Avances en la nutrición del camarón: requerimientos...
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Mario García Bustillos
EVONIK NUTRITION & CARE
Avances en la nutrición del camarón: requerimientos
nutricionales y alternativas en la alimentación
¿Qué tal si…
… la población mundial crece a
una tasa de 83 millones cada año y
los recursos del planeta quedan
iguales?
Peces y camarones son la fuente de proteína saludable
7 billion 9 billion
El aumento de la
población mundial
2014 2050
• La acuicultura es una fuente de proteína saludable y ácidos
grasos omega-3
Aumento del consumo
de pescado
Aumento de la demanda de
proteínas y ácidos grasos
omega-3 saludablesPescas
Acuicultura
2014 2050
Materias primas
de origen
marina
Peligro de sobre-pesca
• Desafío actual: Mayor crecimiento de la acuicultura con menos
dependencia de los ingredientes de los alimentos marinos
Ingredientes
marinosHarina y aceite de pescado
Alimentos
Sostenibles
Rentables
Suplementación AA
Met-Met,
DL-Methionine,
L-Lysine,
L-Threonine,
L-Thryptophan…
Alimentos bajos en HP
Sustitución de HP con
proteinas alternativas
+
Alimento balanceado
con AA limitantes
Alimentos bajos en PC
Reducion del exceso
(oversupply) de PC
+
Alimento balanceado
con AA limitantes
Desafíos y objetivos de la industria de alimentos acuícola
Necesidades del Productor
Seite 5
Costo inicial reducido
Animales saludables
Producción sustentable
Ganancia de conocimiento
Gan
an
cia
Ec
on
óm
ica
Composición
Nutricional
de MP
Digestibilidad
de nutrientes
para las
especies
Requerimientos &
recomendaciones
para la nutrición
animal
Precisión puntual
entre la formula del
alimento y
objetivos de
producción
Reducción efectiva de los costos de alimentación y márgenes de seguridad
¿Cuál es el paso siguiente?
Composición nutricional de las Materias Primas
Page 7
Precisión en la selección y procesamiento de las materias
primas
Evaluación de las materias primas:
Identificar oportunidades para reducir los niveles de ingredientes ricos en proteínas (e.g. Harina de Pescado)
Propiedades tecnológicas (impacto en las propiedades físicas de pellets)
Propiedades funcionales (valor nutricional)
EvaluaciónMP
Reducción de los costos de alimentación y márgenes de seguridad. Dónde estamos?
Page 9
3
2
1Reducción del costo del alimento mientras mantenemos /mejoramos el
desempeño animal.
Mejorar el valor nutritivo de las fuentes alternativas de proteína.
Buscar fuentes proteícas alternativas costo-efectivas.
Page 10
Proteína vegetal
• SBM• Grano de soya• H de colza y
concentrado• H. de arveja y
concentrado.• H de lupina• H. de gluten de maíz
y trigo,• Semilla de girasol• H. de semilla de
algodón
Rendering Animal
• Subproductos aviar.
• Harina de pluma hidrolizada
• Harina de sangre.• Suero
Subproductos Pesca
• H. de Pescado de subproductos de procesamiento
• H. de cangrejo• H. de camarón• Hidrolizado de
calamar• Hidrolizado de krill
Células
Diferentes fuentes
Reemplazo de la costosa Harina de Pescado
Principales fuentes alternativas de proteínas
Consideraciones
Page 11
Fuentes de Proteína Vegetal
e.g. H. de Soya/H. de Colza
Calidad Nutricional
• Contenido AA & digestibilidad más baja que proteína animal
• Desbalance de AA, i.e. AA azufrados
• Alto contenido de carbohidratos, polisacárdios indigestibles y azúcares.
• Factores antinutricionales (e.g. ácido fítico)
Palatabilidad
• Mejor comprensión de los nutrientes / compuestos detrás
• Regulación de los mecanismos de alimentación
Procesamiento
• Mejor comprensión de los ingredientes y su impacto en la calidad de los pellets
• Mejor procesamiento de extrusión
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Subproductos Animal (Rendering)
e.g. Harina de pluma
Calidad Nutricional
• Información limitada e inconsistente del VN para su uso en alimentación animal.
• Pruebas rápidas de detección para diferenciar las H. de pluma.
Procesamiento
La variabilidad del valor nutricional de H. de plumas entre lotes y entre plantas
Seguridad Alimentaria
La principal limitación en el uso de productos animales procesados en los alimentos de pescado es la aceptación del consumidor.
Page 13
Mejorar el valor nutricional de fuentes alternativas de proteínas con nutrientes limitantes, incluyendo AA
Análisis de la composición nutricional de las materias primas - selección de diferentes proveedores de materias primas
Encontrar fuentes proteícas alternativas a la H. de Pescado, rentables y mejorar su Valor Nutricional
Herramientas y recursos para análisis de Materias Primas y Determinación de Calidad
• Ingredientes:
• Porotos de Soja crudos
• Porotos de Soja desactivados
• Expeler de Soja
• Harina de Soja
Parámetros Calidad de Soya
NewCalibraciones NIR independientes para:
• Actividad Inhibidora de Tripsina (mg/g)
• Solubilidad de la Proteína en KOH (%)
• Índice de Dispersión de la Proteína (%)
• Lisina Reactiva (%)
• Lisina Reactiva/ Lisina Total(%)
• Indicador de Condiciones de Procesamiento
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Ganancia de conocimiento
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Composición
Nutricional
de MP
Digestibilidad
de nutrientes
para las
especies
Requerimientos &
recomendaciones
para la nutrición
animal
Precisión puntual
entre la formula del
alimento y
objetivos de
producción
Reducción efectiva de los costos de alimentación y márgenes de seguridad
¿Cuál es el paso siguiente?
Revisión de coeficiente de digestibilidad de AA en camarón blanco
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➢ La falta de información sobre la digestibilidad de AA ha
limitado el cambio del total en el uso de valores de AA
digeribles en la formulación de menor costo
➢ Como resultado, la alimentación de camarón todavía se
formula a menudo en términos de CP y contenido total
de AA sin considerar la digestibilidad de nutrientes
(contenido de nutrientes x coeficiente de digestibilidad)
para el camarón.
PERO, en los últimos años se ha generado información significativa sobre CDA de AA, para el
camarón blanco.
Page 19
Revisión de coeficiente de digestibilidad de AA en camarón blanco
Revisión de coeficiente de digestibilidad de AA en camarón blanco
Revisión de coeficiente de digestibilidad de AA en camarón blanco
Revisión de coeficiente de digestibilidad de AA en camarón blanco
Contenido de AE digestible relativo a la H. Pescado (100%) en ingredientes utilizados en
alimentos para camarón
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
Arg Cys His Ile Leu Lys Met Phe Thr Val
Blood meal Feather meal Meat and bone meal Poultry by-product meal
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
Arg Cys His Ile Leu Lys Met Phe Thr Val
Corn gluten meal Soybean meal Wheat gluten meal
Contenido de AE digestible relativo a la H. Pescado (100%) en ingredientes utilizados en
alimentos para camarón
Ganancia de conocimiento
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Composición
Nutricional
de MP
Digestibilidad
de nutrientes
para las
especies
Requerimientos &
recomendaciones
para la nutrición
animal
Precisión puntual
entre la formula del
alimento y
objetivos de
producción
Reducción efectiva de los costos de alimentación y márgenes de seguridad
¿Cuál es el paso siguiente?
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Suplemantación
de DL-Metionina
= eficiente
Aumento de la
proteína de la dieta
= ineficiente
Dieta vegetal (agua)
deficiente en Met
Dos opciones para
balancear la deficiencia en
metionina
(una mayor utilización de proteínas de
la dieta y disminución de la excreción
de nitrógeno)
El concepto de AA limitante:Ley del mínimo - El Modelo Liebig
Las recomendaciones nutricionales se deben de ajustar á las condiciones de producción
Page 27
Sistema de producción y contribución del alimento natural
Intensidad de producción (densidad de siembra)
Nivel y frecuencia de alimentación (estrategia de alimentación)
Salinidad, temperatura…(calidad del agua)
Otros…
Revisión de la literatura
Pag
e 28Page 28
NRC 2011 Dry-matter basis
Camarón Kuruma Camarón TigreCamarón Blanco
del PacíficoCamarón Chino(Fleshy prawn)
Marsupenaeusjaponicus
Penaeus monodonLitopenaeusvannamei
Fenneropenaeus chinensis
DE kcal/kg diet (MJ/kg diet) 4400 (18.4) 3000 (12.6) 3000 (12.6) 3200 (13.4)
DP (%) 38 34 30 32
Arginine 1.6 1.9
Histidine 0.6 0.8
Isoleucine 1.3 1
Leucine 1.9 1.7
Lysine 1.9 2.1 1.6
Methionine 0.7 0.7
Methionine+ cystine 1 1
Phenylalanine 1.5 1.4
Phenylalanine+tyrosine
Threonine 1.3 1.4
Tryptophan 0.4 0.2
Valine 1.4
Revisión de la literatura
Fuentes de Metionina para la alimentación del camarón
• DL - Metionina • MHA - Ca
Page 30
DL-Metil-DL-Metionina
(DIPEPTIDO)Pureza: >99%
1% agua
Pureza: 84-86%(Monómeros)
12-14%Ca
2%agua Pureza: 95% (péptido)
2% DLM
•¿Qué tan eficiente es DL-Metil-DL-Metionina (Dipéptido)
comparado a la DL-Metionina?
Page 31
Una solución de gran desempeño:
DL-Met molecule 1
DL-Met molecule 2
Es el primer péptido diseñado para la industria acuícola
Beneficios:
• Lixiviación mínima
• Lenta liberación en el tracto digestivo
• La mejor homogeneidad
DL-Metil-DL-Metionina
Preserva el valor de tu formulación en el agua
74
54
33
7
L-Met
MetAMINO® /DLMATM
MHA-Ca[g/L] @25°C
Solubilidad en el agua de diferentes fuentes de metionina
AQUAVI® Met-Met es • 10 veces menos soluble que MHA-Ca• 8 veces menos soluble que L-Met
Prueba de lixiviación
AQUAVI® Met-Met estable en el agua
Pellets de alta calidad fueron disueltos en el agua.AQUAVI® Met-Met o DL-Met fueron analizados
Met-Met
30 min
41%
DL-Met Met-Met
60 min
50%
DL-Met
LOD*
No detectable
* Límite de detección
No detectable
DL-Metil-DL-Metionina
El Dipéptido esEl Dipéptido es
DL-Metil-DL-Metionina y
DL-Metionina
DL-Metil-DL-Metionina permite la liberación lenta de L-Metionina en el organismo
Page 34
D-Met-D-Met 2 D-Metdigestion/liver
enzymes
D-Met-L-Met D-Met + L-Metdigestion/liver
enzymes
L-Met-D-Met L-Met + D-Metdigestion/liver
enzymes
L-Met-L-Met 2 L-Metdigestion/liver
enzymes
Pruebas de alimentación con camarón
blanco (Litopenaeus vannamei)
comprobaron:
0
50
100
150
200
>> 200%
Bio
efi
cie
ncia
Rela
tiva [
%]
100%
DL Met DL-Metil-DL-Metionina
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Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
Basal
0% Met-Met
0.1 %
Met-Met
0.2 %
Met-Met
0.3 %
Met-Met
0.4 %
Met-Met
Wheat flour (%) 36.64 36.68 36.70 36.73 36.75
Soybean meal (%) 35.13 34.97 34.82 34.67 34.52
Soybean oil (%) 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02
L-lysine (%) 1.39 1.39 1.40 1.41 1.42
Met-Met (%) 0.00 0.11 0.21 0.31 0.41
ThreAMINO® (%) 0.47 0.48 0.48 0.48 0.49
L-arginine (%) 0.32 0.32 0.33 0.34 0.34
Others* (%) 26.05 26.05 26.05 26.05 26.05
* 5.00 % salmon byproduct meal (Pacific-Star, Chile); 4.50 % wheat red dog flour; 4.12 % soy protein concentrate (Selecta, Brazil);3.18 % salmon oil (Pacific-Star, Chile); 3.13 % soybean lecithin; 2.00 % bicalcium phosphate; 2.00 % sardine hydrolasate (AP50 295Aquativ, Brazil); 1.00 % mineral-vitamin premix (Rovimix® Camarões Intensivo, DSM, Brazil); 0.50 % synthetic binder; 0.50 % krillmeal (Qrill™ meal, AkerBiomarine ASA, Norway); 0.08 % cholesterol SF (Solvay); 0.04 % Rovimix® Stay C® 35 (ascorbic acidpolyphosphate, DSM, Brazil).
Labomar, Brasil1.93g camarón blanco, 63 días, 25-33 °C, 25-35 ppt
Page 37
Nutrient/Diet
Composición de Aminoácidos esenciales (% de la dieta, MS estandarizada)
Basal
0 % Met-Met
0.1 % Met-Met 0.2 % Met-Met 0.3 % Met-Met 0.4 % Met-Met
Dry matter 89.5 90.7 90.6 91.0 91.6
Crude protein 36.02 36.75 36.27 35.29 35.91
Essential amino acidsArginine 2.38 2.45 2.44 2.36 2.39Histidine 0.74 0.76 0.76 0.73 0.73Isoleucine 1.37 1.43 1.40 1.34 1.36Leucine 2.36 2.45 2.41 2.31 2.34Lysine 2.37 2.46 2.44 2.37 2.41
Methionine 0.48 0.62 0.72 0.81 0.94
Met+Cys 0.96 1.09 1.19 1.28 1.40
Phenylalanine 1.59 1.63 1.61 1.55 1.57
Threonine 1.64 1.71 1.68 1.63 1.66Tryptophan 0.37 0.39 0.38 0.37 0.37Valine 1.50 1.56 1.53 1.47 1.50
Non-essential amino acids
Alanine 1.46 1.51 1.49 1.44 1.45Cystine 0.48 0.47 0.46 0.45 0.46Glycine 1.62 1.68 1.66 1.62 1.64Serine 1.54 1.60 1.57 1.51 1.53Proline 1.92 1.95 1.93 1.89 1.91Aspartate 3.16 3.27 3.22 3.07 3.13Glutamine 6.22 6.41 6.31 6.09 6.18
Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
Page 38
Sistema de flujo continuo
Sistema de agua verde estática
Para estimular la presencia de alimento natural en el agua, los tratamientos dietéticos fueron evaluados bajo dos sistemas de cultivo: flujo continuo (cercano a condiciones de agua transparente) o el sistema de agua verde estática (cercano a condiciones de agua verde).
Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
y = 1.996 x + 9.862; R2 =0.88.
➢ En el sistema de flujo continuo, el desempeño del camarón respondió linealmente a los incrementos de
dosis del Dipéptido, indicando que el requerimiento de metionina + cisteína está por encima de 1.28 %
en la dieta (1.40 % materia seca).
Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
y = 12.02 + 0.80 * (1 - e (-15.546 * ( x- 0.86)))
R2 = 0.945
➢ En el sistema de agua verde estática, el desempeño del camarón respondió exponencialmente a los
incrementos de dosis del dipéptido, con un contenido dietético de metionina + cisteína de 1.05% (1.15
% materia seca) siendo requerido para alcanzar 95 % del peso corporal máximo.
Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
En total, los datos indican que en sistemas donde el alimento natural es más escaso o las densidades de
siembra son más altas, un incremiento de alrededor del 20% del nível dietético de
metionina+cisteína en base total (sistema de flujo continuo=1.28% vs Sistema de agua verde =
1.05%), puede ser requerido para mantener el crecimiento máximo del camarón.
Respuesta del camarón blanco a niveles crecientes de M+C en sistema de flujo continuo
vs agua verde estática
Page 42
Page 43
TamilNadu Fisheries University, India
5.1g , 60 dias, 25.3-29.1°C, 0.2-0.5 ppt.
Efectos de los niveles de M + C en el crecimiento del camarón blanco en condiciones de cultivo
Dipéptido
DL-Metil-DL-Metionina es efectiva para reducir la harina de pescado en
dietas para camarones
45
Altos niveles de H. de pescado en el alimento
Seite 46
Contenido de H. Pescado en dietasde camarón Vannamei *
➢ 20% o más
➢ 15% - 20%
➢ Menos que 15%
Source: Evonik, finisher feeds* each feedmill typically offers different feed grades
Evaluación de la eficacia de DL-Metil-DL-Metionina, siguiendo un enfoque de evaluación sistemática de dos pasos
(2 step approach):
1. Ensayos en condiciones controladas de aguas claras para una evaluación precisa de la eficacia del Dipéptido
2. Ensayos en condiciones de agua verde / de campo para una evaluación más práctica y orientada a la aplicación del dipéptido en dietas comerciales, optimizadas a las condiciones de producción específicas del productor.
* Dry matter, crude protein and amino acids were analysed by Evonik **calculated
2 alimentos formulados para un elevado (26%) y bajo (10%) contenido de H. de pescado3.1 g camarón blanco, 56 dias, 25-30°C, 30-32 ppt
Ingredient, % FM26% FM10% Nutrients, analyzed % DM* FM26% FM10%
Fish meal 26.00 10.00 Dry matter, DM 91.5 92.4
Meat and bone meal - 4.00 Ether extract** 7.8 9
Poultry by product - 4.00 Energy, kcal/kg** 4430 4600
Soybean protein concentrate - 11.00 Crude protein 45.6 45.9
Soybean meal 22.00 20.00
Peanut meal 8.00 8.00 Methionine 0.84 0.74
Brewer‘s yeast 5.00 5.00 Met +Cys 1.38 1.32
Shrimp head meals 5.00 5.00 Lysine 2.59 2.57
Squid concentrate 3.00 3.00 Threonine 1.57 1.62
Wheat flour 23.00 20.30 Arginine 2.89 3.14
Fish oil 1.00 2.50 Isoleucine 1.88 1.88
Soybean oil 0.50 0.50 Leucine 3.16 3.27
Soybean lecithin 0.50 0.50 Valine 2.09 2.05
Premix Vit. & Min. 6.00 6.20
Reducción rentable de H. Pescado de 26% a 10% balanceando el perfil AA con
metionina
South China Sea Fisheries Research Institute,China
26 10 10 10 10 10
Biolys 0 0,79 0,78 0,79 0,80 0,79
Met-source 0 0,00 0,10 0,19 0,28 0,09
Control 17,5 16,7
DL-Met 16,68 17,42 17,85
Met-Met 17,73
17,50 16,70 16,68 17,42 17,85 17,73
15,0
15,5
16,0
16,5
17,0
17,5
18,0
Fin
al b
od
y w
eig
ht
(g)
Fish meal
aa
a
ab
b b DL-Met
DL-Met
DL-Met Dipéptido
positivecontrol
negativecontrol
Ahorro de costos: 6%
Reducción rentable de H. Pescado de 26% a 10% balanceando el perfil AA
con metionina (2)
Evaluación de la eficacia de DL-Metil-DL-Metionina, siguiendo un enfoque de evaluación sistemática de dos pasos
(2 step approach):
1. Ensayos en condiciones controladas de aguas claras para una evaluación precisa de la eficacia del Dipéptido
2. Ensayos en condiciones de agua verde / de campo para una evaluación más práctica y orientada a la aplicación del dipéptido en dietas comerciales, optimizadas a las condiciones de producción específicas del productor.
BrazilLa H. de pescado fue reducida rentablemente de 10% a 5%
1.71 g, 600 camarones jaula(100 /m2)4 alimentaciones /dia60 dias de alimentación
10.5
10.8
10
10.5
11
11.5
Pe
so
Fin
al (g
)
FM10%, 0.26%DL-Met FM5%, 0.13%Met-Met
Ingredients 10% Fishmeal5% Fishmeal
AQUAVI® MetMet
Fish meal 10.00 5.40
Squid meal 1.00 1.00
Soybean meal 43.33 40.58
Poultry by-product meal 7.41 13.96
Blood meal 2.10 2.10
Wheat flour 27.28 28.67
Fish oil 3.48 2.50
Soybean lecithin 2.52 3.13
Premix 1.76 1.13
Synthetic binder 0.70 0.70
MetAMINO® 0.26
Biolys® 0.14 0.16
ThreAMINO® 0.02 0.04
AQUAVI® Met-Met 0.13
Cost US/ per ton 624.91 590.93
Savings [USD / ton feed]33.98
Dipéptido
MetioninaLisinaTreoninaDipéptido
Software para determinación de requerimientos:Convirtiendo conocimiento en ganancia
Seite54
55
Page | 56
Weight Class
1-10g 10-20g >20g
Lys 2.23 2.01 1.84
Met 0.99 0.93 0.88
Met+Cys 1.41 1.31 1.23
Thr 1.55 1.31 1.14
Trp 0.42 0.40 0.38
Arg 2.55 1.99 1.60
Ile 1.30 1.04 0.86
Leu 2.27 1.75 1.39
Val 1.49 1.15 0.92
His 0.92 0.73 0.59
Phe 1.81 1.40 1.11
Recomendaciones para AA Totales (% tal cual) …
… en dietas para camarones blancos cultivados bajo condiciones intensivas de agua de mar, asumiendo un CDA para AA de 90% y ningún aporte nutricional significativo de alimento natural.
Ganancia de conocimiento
Gan
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Composición
Nutricional
de MP
Digestibilidad
de nutrientes
para las
especies
Requerimientos &
recomendaciones
para la nutrición
animal
Precisión puntual
entre la formula del
alimento y
objetivos de
producción
Reducción efectiva de los costos de alimentación y márgenes de seguridad
¿Cuál es el paso siguiente?
Contenido en M+C y la suplementación con metionina en dietas para camarón
Ejemplo: América Latina
Composición del Alimento para Camarón en 2015 Composición del Alimento para Camarón en el Futuro
Lisina
DL-Metionina
Materias primas de origen vegetal
Alimentos marinos
20%
OtrosPremezcla
AglutinantesL-Treonina
Premezcla
LisinaL-Treonina
DL-Metil-DL-Metionina
Materias primas de origen vegetal
Alimentos marinos
<5%
La industria de salmón logró reducir la inclusión de harina de pescado y aceite de pescado de 90% hace veinte años a menos de 10% hoy en día: ¿Hasta dónde
podemos llegar con el alimento para el camarón?
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